Die Überreste eines wasserreichen felsigen Exoplaneten wurden außerhalb unseres Sonnensystems entdeckt, das einen weißen Zwergstern in 170 Lichtjahren Entfernung umkreist.
Künstlerische Darstellung eines felsigen und wasserreichen Asteroiden, der von der starken Schwerkraft des weißen Zwergsterns GD 61 zerrissen wird. Ähnliche Objekte im Sonnensystem lieferten wahrscheinlich den größten Teil des Wassers auf der Erde und repräsentieren die Bausteine der Erdplaneten. Copyright: Mark A. Garlick, space-art.co.uk, Universität Warwick und Universität Cambridge
Mithilfe von Beobachtungen, die mit dem Hubble-Weltraumteleskop und den großen Teleskopen des W. M. Keck-Observatoriums durchgeführt wurden, fanden die Forscher einen Sauerstoffüberschuss - eine chemische Signatur, die darauf hinweist, dass die Trümmer einst Teil eines größeren Körpers waren, der ursprünglich aus 26 Masseprozent Wasser bestand.
Hinweise auf Wasser außerhalb unseres Sonnensystems wurden bisher in der Atmosphäre von Gasriesen gefunden, aber dies ist das erste Mal, dass es in einem felsigen Körper lokalisiert wurde, was es von großem Interesse für das Verständnis der Entstehung und Entwicklung von bewohnbaren Planeten und des Lebens macht .
Der Zwergplanet Ceres enthält Eis, das unter einer äußeren Kruste vergraben ist, und Forscher haben eine Parallele zwischen den beiden Körpern gezogen. Es wird angenommen, dass Körper wie Ceres die Quelle des größten Teils unseres Wassers auf der Erde waren.
In der Studie veröffentlicht in WissenschaftForscher vermuten, dass das um den Weißen Zwerg GD 61 nachgewiesene Wasser höchstwahrscheinlich von einem kleinen Planeten mit einem Durchmesser von mindestens 90 Kilometern (aber möglicherweise viel größer) stammte, der den Mutterstern einmal umkreiste, bevor er ein Weißer Zwerg wurde .
Größer als die Sonne
Wie Ceres lag das Wasser höchstwahrscheinlich in Form von Eis unter der Oberfläche des Planeten vor. Aus der Menge an Gesteinen und Wasser, die in der äußeren Hülle des Weißen Zwergs gefunden wurde, schätzen die Forscher, dass der zerstörte Planetenkörper einen Durchmesser von mindestens 90 Kilometern hatte.
Da ihre Beobachtungen jedoch nur erkennen können, was in der jüngeren Geschichte zugenommen hat, ist die Schätzung seiner Masse eher konservativ.
Es ist wahrscheinlich, dass das Objekt so groß war wie Vesta, der größte Nebenplanet im Sonnensystem. In seinem früheren Leben war GD 61 ein Stern, der etwas größer als unsere Sonne war und ein Planetensystem beherbergt.
Vor etwa 200 Millionen Jahren trat GD 61 in den Todeskampf und wurde ein weißer Zwerg, doch Teile seines Planetensystems überlebten. Der wasserreiche Nebenplanet wurde aus seiner regulären Umlaufbahn geschleudert und stürzte in eine sehr enge Umlaufbahn, wo er von der Gravitationskraft des Sterns zerstört wurde.
Die Forscher glauben, dass die Destabilisierung der Umlaufbahn des Nebenplaneten einen bisher nicht sichtbaren, viel größeren Planeten erfordert, der sich um den Weißen Zwerg dreht.
Bewohnbare Planeten?
„In diesem Stadium seines Bestehens ist alles, was von diesem felsigen Körper übrig bleibt, einfach Staub und Trümmer, die in die Umlaufbahn seines sterbenden Elternsterns gezogen wurden“, sagt Boris Gänsicke, Professor für Physik an der Universität von Warwick.
„Dieser planetarische Friedhof, der sich um die Glut seines Elternsterns dreht, ist jedoch eine reiche Informationsquelle über sein früheres Leben. In diesen Überresten liegen chemische Hinweise, die auf eine frühere Existenz als wasserreicher Erdkörper hindeuten.
"Diese beiden Zutaten - eine felsige Oberfläche und Wasser - sind der Schlüssel für die Suche nach bewohnbaren Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Es ist also sehr aufregend, sie zum ersten Mal zusammen außerhalb unseres Sonnensystems zu finden."
"Das Auffinden von Wasser in einem großen Asteroiden bedeutet, dass die Bausteine für bewohnbare Planeten im GD 61-System vorhanden waren - und möglicherweise noch vorhanden sind - und wahrscheinlich auch um eine beträchtliche Anzahl ähnlicher Elternsterne", sagt Hauptautor Jay Farihi vom Institut der Astronomie an der Universität von Cambridge.
„Diese wasserreichen Bausteine und die terrestrischen Planeten, die sie bauen, sind in der Tat häufig anzutreffen - ein System kann nicht so große Dinge wie Asteroiden erschaffen und Planeten vermeiden, und GD 61 verfügte über die Zutaten, um ihren Oberflächen viel Wasser zuzuführen.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass in diesem exoplanetaren System definitiv Potenzial für bewohnbare Planeten vorhanden war."
Für ihre Analyse verwendeten die Forscher Ultraviolett-Spektroskopiedaten, die mit dem Cosmic Origins-Spektrographen an Bord des Hubble-Weltraumteleskops des Weißen Zwergs GD 61 erhalten wurden.
Da die Erdatmosphäre das ultraviolette Licht blockiert, kann eine solche Untersuchung nur vom Weltraum aus durchgeführt werden. Zusätzliche Beobachtungen wurden mit beiden 10-m-Teleskopen des W. M. Keck-Observatoriums auf dem Gipfel von Mauna Kea, Hawaii, erhalten.
Mithilfe der Hubble- und Keck-Daten können die Forscher die verschiedenen chemischen Elemente identifizieren, die die äußeren Schichten des Weißen Zwergs verschmutzen.
Anhand eines von Detlev Koester an der Universität Kiel entwickelten hoch entwickelten Computermodells der Atmosphäre der Weißen Zwerge konnten sie auf die chemische Zusammensetzung des zerkleinerten Nebenplaneten schließen.
Bisher wurden 12 zerstörte Exoplaneten beobachtet, die weiße Zwerge umkreisen. Es ist jedoch das erste Mal, dass die Signatur von Wasser gefunden wurde.
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